六方氮化硼制備新方法

      六方氮化硼制備新方法

      六方氮化硼（h-BN），也稱為白色石墨烯，具有無與倫比的性能組合，包括優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度，良好的導(dǎo)熱性，寬帶隙以及化學(xué)和熱惰性。然而，由于其對化學(xué)改性的厭惡，其應(yīng)用并沒有像碳納米材料那樣廣泛。

      化學(xué)家Angel Martí的萊斯實(shí)驗室發(fā)布了一項用碳鏈增強(qiáng)h-BN的方案。這些將2D硬質(zhì)材料轉(zhuǎn)變?yōu)楸３制鋸?qiáng)度但更易于與復(fù)合材料中的聚合物或其他材料結(jié)合的材料。

      相關(guān)研究結(jié)果在美國化學(xué)學(xué)會物理化學(xué)雜志上發(fā)表，h-BN也可以在有機(jī)溶劑中更易分散。Martí和他的團(tuán)隊他們成功地利用比盧普斯-伯奇反應(yīng)過程改變了氮化硼納米管，使之能攻擊h-BN的防御體系，并能與碳原子共價結(jié)合。

      20世紀(jì)40年代，萊斯大學(xué)化學(xué)榮譽(yù)退休教授愛德華?比盧普斯(Edward Billups)發(fā)現(xiàn)了伯奇還原法，并在2004年對其進(jìn)行了增強(qiáng)，使碳納米管功能化。在實(shí)驗過程中，馬蒂和他的團(tuán)隊可以通過改變反應(yīng)中鋰的含量來控制h-BN功能化的量。

      鋰是一種堿金屬，當(dāng)與液化氨結(jié)合時會釋放出自由電子。在這種情況下，與h-BN薄片和碳源—1-溴十二烷混合，反應(yīng)產(chǎn)生與h-BN反應(yīng)并形成鍵的烷基自由基。

      Martí認(rèn)為這是迄今為止發(fā)現(xiàn)的修飾h-BN的最好辦法。h-BN即使在高溫下也能抵抗變化。首先需要解決的問題是讓人們認(rèn)識到這種材料的穩(wěn)定性。這種材料適用于某些應(yīng)用，但為了控制其制造性能，你必須將不同的組移植到表面上。

      Martí表示鋰與h-BN的摩爾比為20比1，優(yōu)化了碳鏈接枝到表面和邊緣的過程。由于h-BN基在高溫下保持穩(wěn)定，只要簡單地燃燒掉官能團(tuán)鏈，就能恢復(fù)到原始狀態(tài)。

      雖然h-BN是天然的親水性(吸引水)，功能碳使它們幾乎超疏水(避免水)，一個很好的性質(zhì)，為制作保護(hù)膜，馬蒂說。但即使增強(qiáng)后，薄片仍能在非極性溶劑中分散。

      Martí說他的團(tuán)隊正在探索其他類型的分子可以移植到白色石墨烯上。比如苯基呢、醚類及使它與其他材料相容的基團(tuán)呢。

      他說：“人們對制造h-BN、氮化硼納米管和聚合物之間的復(fù)合材料很感興趣。我們最終想把不同基團(tuán)移植到h-BN上，建立一個數(shù)據(jù)庫使功能基團(tuán)可以和這些材料一起使用?！?br />